Jod, zink, järn, koppar, selen och mangan är viktiga mineraler som vi alla behöver för att överleva. Trots det är den grundläggande kunskapen om hur de fungerar i kroppen fortfarande låg. Därför har det tyska forskningsprojektet TraceAge tagit sig an spårämnenas komplexa samspel för att undersöka hur de påverkar människans sjukdomar och åldrande.
Det är mörkt i labbet där rundmasken Caenorhabditis elegans bor. Men i den 20-gradiga
värmen i inkubatorn på institutionen för kostvetenskap vid Potsdam-universitetet har den millimeterstora varelsen allt den behöver, inklusive gott om bakterier att äta.
– Trådmasken är väldigt välbeforskad och genetiskt lätt att förändra, förklarar doktoranden Jessica Baesler.
Dessutom är de lätta att föda upp, de förökar sig snabbt och är enkla att undersöka – egenskaper som kommer väl till pass när man vill ta reda på hur ämnen i kosten påverkar utvecklingen hos en organism.
Följderna av mineralbrister är dåligt undersökta
Jessica Baeslers experiment ingår i ett stort forskningsprojekt vid universitetet i Potsdam i östra Tyskland. Projektet går under namnet TraceAge och omfattar sex olika forskargrupper som undersöker hur en rad spårämnen – selen, jod, koppar, zink, järn och mangan – påverkar hälsan hos äldre människor.
De här mineralerna är nödvändiga för många system i kroppen, bland annat
immunförsvarets reglering, produktionen av viktiga proteiner och aktiveringen av olika hormoner.
– Vi människor måste få i oss de här spårämnena för att överleva, säger professor Tanja Schwerdtle, som leder studien. Trots det är kunskapen om dem bara några tiotals år gammal.
Detsamma gäller forskningen om hur spårämnena påverkar människans hälsa och åldrande.
– Vi vet fortfarande väldigt lite, sammanfattar Tanja Schwerdtle kunskapsläget.
Det är ovanligt med större brister på de här mineralerna i västvärlden, förutom när det gäller järn hos framför allt menstruerande kvinnor. Däremot finns det risk för mindre brister, till exempel på selen som vi har låga nivåer av i markerna i både Sverige och Tyskland.
– Beträffande selen vet vi inte exakt hur mycket vi människor behöver, förklarar Tanja Schwerdtle. Både vid över- och underskott kan riskerna öka för hjärt-kärlsjukdom, cancer och diabetes. Det här är ett besvärligt område och det finns bara ett fåtal kända markörer som kan visa om man har lagom mycket.
En forskargrupp i projektet konstaterar att brister på essentiella spårmineraler försämrar läkningen hos patienter med infektionssjukdomar, förlänger sjukdomsförloppet, minskar livskvaliteten och innebär större kostnader för sjukvården:
”Det finns ingen anledning att inte ge patienter med infektioner de spårämnen de behöver så länge de rekommenderade doserna inte överskrids och en relevant brist har diagnostiserats.”
Samspelet mellan näringsämnen är viktigast
Ett område som forskarna är särskilt intresserade av är samspelet mellan de olika mikronäringsämnena.
– Det är meningslöst att titta på enskilda, isolerade ämnen eftersom de interagerar med varandra, förklarar Tanja Schwerdtle.
TraceAge-projektet vill därför undersöka interaktionerna mellan spårämnen, särskilt när det gäller immunförsvarets funktioner och inflammatoriska tillstånd.
Ett annat syfte med forskningen är att utveckla bättre metoder för att mäta spårämnen och deras effekter. Genom att skapa en övergripande bild med hjälp av många olika parametrar vill man skapa ett slags fingeravtryck som visar en persons unika hälsostatus. Men för att göra det måste så kallade funktionsmarkörer tas fram. De kan innebära att man testar molekyler, metaboliter eller vissa proteiner och hormoner i blodet för att få information om hur mycket av ett visst mikronäringsämne som finns i kroppen och hur den mängd som finns påverkar kroppens fysiologi.
Det är i det här syftet som Jessica Baesler undersöker rundmaskar i sitt mikroskop. Maskarna har först fått äta en viss typ av kost och sedan fått antingen för mycket eller för lite av enskilda eller flera spårämnen för att se hur de utvecklas. Lägger de fler eller färre ägg? Rör de sig som vanligt eller skiljer sig deras rörelsemönster? Finns det några avvikelser i deras inre organ?
Rundmaskarnas beteende och fysiologi kan också ge ledtrådar om huruvida nervsystemet har skadats. Detta är en särskilt viktig faktor eftersom spårämnena verkar ha betydelse för sjukdomar i hjärnan, till exempel alzheimer, parkinson och Huntingtons sjukdom.
Upptaget av zink försämras när vi blir äldre
Maskmodellen som används i TraceAge-projektet är dock bara en av flera forskningsmodeller. Försök med spårämnen görs även på cellkulturer och på möss, och man använder omfattande forskningsdata från en stor studie av människor, EPIC Potsdam-studien, för att få en helhetsbild av hur mineralerna fungerar i kroppen.
I EPIC-studien har blodprover och data från tusentals försökspersoner samlats in sedan 1990-talet, och nu börjar de första spännande resultaten komma i dagen.
Resultaten bekräftar en hypotes om att kopparhalten i blodet ökar när vi blir äldre medan zinkhalten minskar. En analys av resultat från EPIC-studien har visat att de genomsnittliga nivåerna av mangan, zink och selen sjönk hos en grupp på drygt 200 personer över 20 års tid, och att framför allt zinknivåerna var låga. Samtidigt ökade nivåerna av koppar och järn.
En förklaring till det här fenomenet skulle kunna vara att äldre människor äter en annan typ av kost. Men med hjälp av försök på möss har TraceAge-forskarna visat att zink- och kopparnivåerna förändras oberoende av kosten. Även hos äldre möss som åt samma kost som yngre möss ökade kopparhalten medan zinkhalten sjönk.
– Det verkar som om olika fysiologiska processer i tarmen förändras med åldern så att det blir svårare att ta upp zink, menar Tanja Schwerdtle.
Detta är en viktig upptäckt eftersom zink behövs bland annat för ett friskt immunförsvar och för reparation av dna-skador.
Många fler frågor att besvara
TraceAge-projektet har bara kommit en bit på väg och man fortsätter att planera nya större studier. Förutom arbetet med neurodegenerativa sjukdomar kommer man att studera spårmineralernas betydelse för skeletthälsan, ett område där det också behövs bättre mätmetoder. Med hjälp av bildteknik vill forskarna identifiera i vilka hjärnregioner eller organ som olika mineraler ansamlas.
Andra frågor gäller hur andra åldersgrupper påverkas och vilken roll mikronäringsämnena spelar vid graviditet. Interaktioner mellan spårämnen och vitaminer är ytterligare ett område där det saknas forskning.
Om projektet
TraceAge står för Interaction of Essential Trace Elements in Healthy and Diseased Elderly People och finansieras av den tyska forskningsstiftelsen DFG. Projektet undersöker tvärvetenskapliga interaktioner mellan essentiella spårämnen och deras påverkan på sjukdom samt utveckling av nya mätmetoder.
Källa:
Universität Potsdam. Spurensuche – Ernährungsforscher wollen die Wissenslücken über Spurenelemente schließen. Pressmeddelande 2019-10-14.